Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Цель работы
Изучение дифракции от щели, нити и одномерной ди фракционной решетки. Определение длины волны излучения лазера и периода дифракционной решетки.
2. Разделы теории
Дифракция Фраунгофера на одной щели, на дифракцион ной решетке.
3. Приборы и принадлежности
Оптический квантовый генератор (лазер) с блоком пита ния, раздвижная щель, нить, дифракционные решетки, экран.
4. Описание установки
Экспериментальная установка (рис. 505.1) состоит из ла зера 1 с блоком питания 2, приборов для наблюдения дифракции 3 (щель, нить, дифракционная решетка) и экрана 4.
Использование газового лазера в качестве источника из лучения позволяет наблюдать дифракционную картину непо средственно на экране (без собирательной линзы) вследствие высокой когерентности и достаточно большой мощности излу чения лазера. Вначале необходимо ознакомиться с инструкцией по работе с лазером, которая прилагается к описанию лабора торной работы. Используемые в работе дифракционные решетки представляют собой прозрачные пластинки с нанесенными фо тографически полосками. Полоски играют роль темного про межутка между щелями - прозрачными участками пластинки. Для определения характерных размеров препятствий или длины волны излучения источника надо рассчитать углы дифракции, под которыми расположены на экране интерференционные мак симумы (см. рис. 505.1)
(505.1)
где L - расстояние от щели, (нити, дифракционной решетки) до экрана; lk- расстояние от центрального до k-го максимума.
Расстояние L измеряется линейкой, a lk определяется с помощью миллиметровой бумаги, которой покрыт экран. Рас стояние lk отсчитывается от центрального до 2 - 3 боковых мак симумов достаточной интенсивности.
Ширина щели определяется по формуле для дифракци онного максимума
(505.2)
где k - порядок максимума. Здесь k = 1,2, 3,...
Период дифракционной решетки и длина волны рассчи тывается по формуле
(505.3)
При наблюдении дифракции от нити и определении толщины нити учитывается тот факт, что дифракционные картины от препятствия (нить) и от равного ему отверстия (щель) должны быть совершенно одинаковы вне области свободного рас пространения света. Таким образом, дифракционная картина от нити будет такой же, как и от щели, ширина которой равна тол щине нити. Поэтому для определения толщины нити можно пользоваться теми же расчетными формулами, что и для щели (505.1).
5. Порядок выполнения работы
Упражнение 1. Изучение дифракции от щели
3. Рассчитать ширину щели по формуле , полученной из (505.2) с учетом выражения (505.1).
4. По результатам наблюдений сделать выводы. Оценить погрешность измерений.
Упражнение 2. Изучение дифракции от нити
3. Оценить погрешность измерений.
Упражнение 3. Изучение дифракции на одномерной решетке и определения длины волны излучения лазера
4. По результатам наблюдения сделать выводы. Оценить погрешность измерений.
Упражнение 4. Определение постоянной одномерной дифракционной решетки
3. Оценить погрешность измерений.
Таблица 1
|
L, м |
λ, м |
lk, м |
bk, мкм |
bcp, мкм |
||||
|
l1 |
l2 |
l3 |
b1 |
b2 |
b3 |
|||
b1=
Таблица 2
|
L, м |
λ, м |
lk, м |
bk, мкм |
bcp, мкм |
||||
|
l1 |
l2 |
l3 |
b1 |
b2 |
b3 |
|||
b1=
Таблица 3
|
L, м |
d, м |
lk, м |
λ k, нм |
λ cp, нм |
||||
|
l1 |
l2 |
l3 |
λ 1 |
λ 2 |
λ 3 |
|||
λ 1=
Таблица 4
|
L, м |
λ, м |
lk, м |
d k, мкм |
d cp, мкм |
||||
|
l1 |
l2 |
l3 |
d 1 |
d 2 |
d 3 |
|||
d1=
Министерство Образования Российской Федерации
Таганрогский Технологический Институт
Южного Федерального университета
|
ДОПУСК |
ВЫПОЛНЕНИЕ |
||
|
дата |
подпись |
дата |
подпись |
Студент: ___________________________________________ группа: _______
Работа № 505
ДИФРАКЦИЯ ПЛОСКИХ ВОЛН НА ЩЕЛИ И НИТИ.
ОДНОМЕРНАЯ ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА
Таганрог 2010